旋轉(zhuǎn)機械故障診斷

旋轉(zhuǎn)機械故障診斷第1頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五大型汽輪機外形及轉(zhuǎn)子第2頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五第3頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五多級汽輪機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是由合金鋼鍛件整體精加工，并且在裝配上葉片后，進行全速轉(zhuǎn)動試驗和精確動平衡

第4頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五第5頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五6．1動力學(xué)特征及信號特點何謂旋轉(zhuǎn)機械主要運動由旋轉(zhuǎn)運動來完成的機械汽輪機、離心式壓縮機、水泵、風機、電動機核心：轉(zhuǎn)軸組件第6頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五6．1．1轉(zhuǎn)子特性轉(zhuǎn)子組件是旋轉(zhuǎn)機械的核心部分，由轉(zhuǎn)軸及固定裝上的各類盤狀零件（如：葉輪、齒輪、聯(lián)軸節(jié)、軸承等）所組成。

高壓轉(zhuǎn)子中壓轉(zhuǎn)子低壓轉(zhuǎn)子發(fā)電機轉(zhuǎn)子

第7頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五三個中心：質(zhì)量、幾何、回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)子三個中心：幾何中心S；質(zhì)量中心G；回轉(zhuǎn)中心O。不重合是必然的；重合是偶然的。第8頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五剛性轉(zhuǎn)子與柔性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分類剛性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)：工作轉(zhuǎn)速在一階臨界轉(zhuǎn)速以下判別依據(jù)：一般工作轉(zhuǎn)速<6000r/min的機械系統(tǒng)屬于剛性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)同步振動：振動頻率=工作頻率強迫振動：對線性系統(tǒng)，在周期激振下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)：工作轉(zhuǎn)速在一階臨界轉(zhuǎn)速以上判別依據(jù)：一般工作轉(zhuǎn)速>6000r/min的機械系統(tǒng)屬于柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)亞同步振動：振動頻率<工作頻率自激振動：振動過程中，由于系統(tǒng)內(nèi)部不斷有能量輸入而產(chǎn)生的共振現(xiàn)象第9頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五柔性轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速柔性轉(zhuǎn)子在起、停車過程中，它必定要通過固有頻率這個位置，此時機組將發(fā)生共振；而在低于或高于固有頻率轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)時，機組的幅值都不會太大，共振點是一個臨界點。機組發(fā)生共振時的轉(zhuǎn)速也被稱之為臨界轉(zhuǎn)速。

第10頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五臨界轉(zhuǎn)速與自由度數(shù)目相等轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速往往不止一個，它與系統(tǒng)的自由度數(shù)目相等。一個轉(zhuǎn)子的軸系，具有一個自由度，有一個臨界轉(zhuǎn)速；二個轉(zhuǎn)子，二個自由度，有二個臨界轉(zhuǎn)速，依次類推；轉(zhuǎn)速最小的那個臨界轉(zhuǎn)速稱為一階臨界轉(zhuǎn)速nc1；只有前幾階臨界轉(zhuǎn)速工程上有實際意義。第11頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五避讓臨界轉(zhuǎn)速

剛性轉(zhuǎn)子 n<0.75nc1柔性轉(zhuǎn)子 1.4nc1<n<0.7nc2式中，nc1、nc2分別為軸系的一階、二階臨界轉(zhuǎn)速。

第12頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五臨界轉(zhuǎn)速會變嗎？一般不會改變：因為臨界轉(zhuǎn)速是固有特性，是與生俱有的；偶爾也會改變：設(shè)備運行故障：松動、軸承損壞等；設(shè)備大修后：更換軸瓦、改變過盈量等。第13頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五6．1．2轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的穩(wěn)定性

(油膜渦動與油膜振蕩)轉(zhuǎn)子——軸承系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指轉(zhuǎn)子在受到某種小干擾擾動后能否隨時間的推移而恢復(fù)原來狀態(tài)的能力。第14頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五動壓軸承工作狀態(tài)

第15頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五軸頸在軸承內(nèi)旋轉(zhuǎn)時油膜壓力分布

θ－偏位角e－偏心距c－平均間隙，c=R-rψ－相對間隙，ψ＝c/rε－相對偏心率，ε=e/rhmin

－最小油膜厚度hmin=c–e=c(1-ε)第16頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五渦動的概念

渦動是轉(zhuǎn)子軸頸在作高速旋轉(zhuǎn)（自轉(zhuǎn)）的同時，還環(huán)繞軸頸某一平衡中心作公轉(zhuǎn)運動；渦動可以是正向的（與軸旋轉(zhuǎn)方向相同），也可以是反向的（與軸旋轉(zhuǎn)方向相反）；渦動角速度與轉(zhuǎn)速可以是同步的，也可以是異步的。第17頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五油膜渦動的機理

軸頸在軸承中作偏心旋轉(zhuǎn)時，形成一個進口斷面大于出口斷面的油楔，則軸頸從油楔間隙大的地方帶入的油量大于從間隙小的地方帶出的油量，由于液體的不可壓縮性，多余的油就要把軸頸推向前進，形成了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同的渦動運動，渦動速度就是油楔本身的前進速度。研究表明，渦動的速度大約是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動速度的一半，所以又稱為半速渦動。第18頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五半速渦動因為油具有黏性，所以軸頸表面的油流速度與軸頸線速度相同，均為rω，而軸瓦表面的油流速度為0假設(shè)油流速度呈直線分布軸頸某一直徑掃過的面積，即為油楔入口與出口的流量差當軸承兩端泄漏量時，可得：第19頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五油膜渦動不必驚慌渦動頻率在轉(zhuǎn)子一階自振頻率以下時，半速渦動是一種比較平靜的轉(zhuǎn)子渦動運動，轉(zhuǎn)子仍能平穩(wěn)地工作；軸心軌跡為一穩(wěn)定的封閉圖形，如圖1-5（a)所示。第20頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五油膜渦動與油膜振蕩圖譜第21頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五油膜振蕩十分可怕

隨著工作轉(zhuǎn)速的升高，半速渦動頻率也不斷升高，頻譜中半頻諧波的振幅不斷增大，使轉(zhuǎn)子振動加劇。如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速升高到第一臨界轉(zhuǎn)速的2倍以上時，半速渦動頻率有可能達到第一臨界轉(zhuǎn)速，此時會發(fā)生共振，造成振幅突然驟增，振動非常劇烈。這種現(xiàn)象稱為油膜振蕩，如圖1（c）、（d）所示。油膜振蕩極具危害性。

第22頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五油膜振蕩的圖譜特征軸心軌跡突然變成擴散的不規(guī)則曲線，頻譜圖中的半頻諧波振幅值增大到接近或超過基頻振幅，頻譜會呈現(xiàn)組合頻率的特征；若繼續(xù)提高轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)子的渦動頻率保持不變，始終等于轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速，即Ω＝ωc1。第23頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五輕載轉(zhuǎn)子在一階臨界轉(zhuǎn)速之前就可能發(fā)生不穩(wěn)定的半速渦動，但不產(chǎn)生大幅度的振動越過一階臨界轉(zhuǎn)速后振幅減少當達到兩倍一階臨界轉(zhuǎn)速時，振幅增大并且不隨著轉(zhuǎn)速的增加而改變，即發(fā)生了油膜振蕩中載轉(zhuǎn)子過了一階臨界轉(zhuǎn)速后會出現(xiàn)半速渦動油膜振蕩在二倍的一階臨界轉(zhuǎn)速之后出現(xiàn)重載轉(zhuǎn)子低轉(zhuǎn)速時并不存在半速渦動現(xiàn)象，甚至轉(zhuǎn)速達到兩倍的一階臨界轉(zhuǎn)速時，也不會立即發(fā)生很大的振動轉(zhuǎn)速達到兩倍的一階臨界轉(zhuǎn)速之后的某一轉(zhuǎn)速時，突然發(fā)生油膜振蕩油膜渦動與油膜振蕩的特征第24頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五軸承升速過程振動瀑布圖

第25頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五從油膜渦動發(fā)展到油膜振蕩渦動頻率c/min轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速r/min第26頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五油膜渦動與油膜振蕩的發(fā)生條件只發(fā)生在使用壓力油潤滑的滑動軸承上。在半潤滑軸承上不發(fā)生。油膜振蕩只發(fā)生在轉(zhuǎn)速高于臨界轉(zhuǎn)速的設(shè)備上（柔性轉(zhuǎn)子）。第27頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五油膜渦動與油膜振蕩的信號特征

①油膜渦動的振動頻率隨轉(zhuǎn)速變化，與轉(zhuǎn)頻保持=（0.42～0.48）fn，軸心軌跡雙橢圓；②油膜振蕩的振動頻率在臨界轉(zhuǎn)速所對應(yīng)的固有頻率附近，不隨轉(zhuǎn)速變化；軸心軌跡不規(guī)則，波形幅度不穩(wěn)定，相位突變。③兩者的振動隨油溫變化明顯。第28頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五故障原因軸承參數(shù)設(shè)計不合理軸承制造不符合技術(shù)要求安裝不當油溫或油壓不當潤滑不良軸承磨損、疲勞損壞、腐蝕、氣蝕等第29頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五油膜振蕩的防治措施設(shè)計上盡量避開油膜共振區(qū)(應(yīng)使ω避免為2ωc1)增加軸承比壓軸承比壓是指軸瓦工作面上單位面積所承受的載荷增加軸承比壓，即提高軸承承載能力系數(shù)，增大軸頸偏心率，以提高油膜穩(wěn)定性常用的方法是減小軸瓦的長度減小軸承間隙試驗表明，減小軸承間隙，可提高發(fā)生油膜振蕩的轉(zhuǎn)速減小間隙，相當于增大了軸承的偏心率ε=e/c第30頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五油膜振蕩的防治措施控制適當?shù)妮S瓦預(yù)負荷軸承的預(yù)負荷定義為對于圓柱軸承，c=Rp-Rs，預(yù)負荷為0預(yù)負荷為正值，表示軸瓦內(nèi)表面上的曲率半徑大于軸頸半徑，相當于起到了增大偏心率的作用橢圓軸承的穩(wěn)定性優(yōu)于圓柱軸承多油楔軸承的穩(wěn)定性較好第31頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五油膜振蕩的防治措施選用抗振性好的軸承對于高速轉(zhuǎn)子，通常采用多油楔可傾瓦軸承調(diào)整油溫適當?shù)厣哂蜏?，減小油的黏度，可以增加偏心率對于已經(jīng)不穩(wěn)定的轉(zhuǎn)子，降低油溫，增加油膜對轉(zhuǎn)子渦動的阻尼作用，有時對降低轉(zhuǎn)子的振幅有利。第32頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五6．1．3轉(zhuǎn)子的不平衡振動機理一個與轉(zhuǎn)動頻率同步的離心力矢量，離心力F=Meω2，從而激發(fā)轉(zhuǎn)子的振動。第33頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五故障原因分析制造時幾何尺寸不同心、材質(zhì)不均安裝方式不好，如用斜鍵等軸水平放置太久，或受熱不均，造成永久或暫時變形工作中的液、固雜質(zhì)或腐蝕，使轉(zhuǎn)子不對稱磨損或不對稱沉積零件配合過松，旋轉(zhuǎn)時間隙變大，造成偏心第34頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五不平衡的原因轉(zhuǎn)子機械損傷污染物堆積軸彎曲軸孔偏離中心風扇機械損傷污染物堆積軸孔偏離中心齒輪機械損傷軸孔偏離中心第35頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五不平衡的原因滑輪/槽輪機械損傷瑣絲太大軸孔偏離中心

飛輪機械損傷偏心孔軸孔偏離中心軸軸彎曲不規(guī)則加工第36頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五不平衡的原因葉輪機械損傷腐蝕聯(lián)軸器

機械損傷軸孔偏離中心電氣繞組

銅線分布不均第37頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五不平衡的原因鑄造缺陷熱膨脹由于每個部件熱膨脹率不同影響轉(zhuǎn)子平衡軸孔太大第38頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五不平衡的種類按發(fā)生不平衡的過程可分為：原始不平衡漸發(fā)性不平衡突發(fā)性不平衡按機理可分為：靜不平衡偶不平衡動不平衡靜不平衡偶不平衡=靜不平衡+偶不平衡第39頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五靜不平衡偶不平衡靜不平衡與偶不平衡第40頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五不同性質(zhì)的不平衡的振幅變化趨勢

（1）原始不平衡；（2）漸變不平衡；（3）突發(fā)不平衡。第41頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五轉(zhuǎn)子不平衡的軸心軌跡

同步采集第42頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五

轉(zhuǎn)子不平衡故障譜圖

第43頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五轉(zhuǎn)子不平衡與轉(zhuǎn)速的關(guān)系當ω<ωn，即在臨界轉(zhuǎn)速下，振幅隨著轉(zhuǎn)速的增加而增大；當ω接近ωn時，發(fā)生共振，振幅具有最大峰值；當ω>ωn，即在臨界轉(zhuǎn)速上，轉(zhuǎn)速增加時振幅趨于一個較小的穩(wěn)定值；當工作轉(zhuǎn)速一定時，相位穩(wěn)定.第44頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五不平衡故障的信號特征時域波形為近似的等幅正弦波。軸心軌跡為比較穩(wěn)定的圓或橢圓，這是因為軸承座及基礎(chǔ)的水平剛度與垂直剛度不同所造成。頻譜圖上轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動頻率處的振幅（一枝獨秀）。振幅隨轉(zhuǎn)速變化明顯，這是因為，激振力與轉(zhuǎn)速ω是平方指數(shù)關(guān)系。第45頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五6．1．4轉(zhuǎn)子與聯(lián)軸器不對中機理據(jù)美國MONSANTO石化公司統(tǒng)計，旋轉(zhuǎn)機械故障的50-60%是由轉(zhuǎn)子不對中引起的。轉(zhuǎn)子不對中的類型軸承不對中：軸頸在軸承中偏斜軸系不對中：各轉(zhuǎn)子不處在同一直線上平行不對中：軸線平行位移角度不對中：軸線交叉成一角度綜合不對中：軸線位移且交叉

電機水泵POPIMOMI第46頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五不對中類型正確對中e=0,

=0平行不對中e0,=0角度不對中e=0,0綜合不對中e0,0第47頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五引起軸系不對中的原因：

①安裝施工中對中超差；②冷態(tài)對中時沒有正確估計各個轉(zhuǎn)子中心線的熱態(tài)升高量，工作時出現(xiàn)主動轉(zhuǎn)子與從動轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生動態(tài)對中不良；③軸承座熱膨脹不均勻；④機殼變形或移位；⑤地基不均勻下沉；⑥轉(zhuǎn)子彎曲，同時產(chǎn)生不平衡和不對中故障。第48頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五不對中的危害滾動軸承振動噪聲過度磨損“卡死”

滑動軸承油膜承載失穩(wěn)半速渦動油膜振蕩嚴重時油膜破裂而燒損軸瓦-熱像圖30,000out平行10,000/inchout角1,000/inchout角不對中62°F105°F0對中第49頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五不對中故障機理由于兩半聯(lián)軸節(jié)存在不對中，因而產(chǎn)生了附加的彎曲力。隨著轉(zhuǎn)動，這個附加彎曲力的方向和作用點也被強迫發(fā)生改變，從而激發(fā)出轉(zhuǎn)頻的2倍、4倍等偶數(shù)倍頻的振動。其主要激振量以2倍頻為主，某些情況下4倍頻的激振量也占有較高的份量。第50頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五轉(zhuǎn)子不對中的故障特征振動的振幅與轉(zhuǎn)子的負荷有關(guān)負荷越大、振幅越大不對中故障對轉(zhuǎn)子的激振力隨轉(zhuǎn)速的升高而加大激勵力與不對中量成正比軸系具有過大的不對中量時，轉(zhuǎn)子在運動中產(chǎn)生附加徑向力和附加軸向力，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生異常振動平行不對中主要引起徑向振動角度不對中主要引起軸向振動振動頻率徑向振動以工頻的2倍頻為主，也有1倍頻的成分軸向振動以工頻的1倍頻為主，也有2x，3x。第51頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五轉(zhuǎn)子不對中的故障特征振動幅值平行不對中：振動頻譜中2x幅值超過1x幅值的50％角不不對中：軸向2x或3x幅值約是1x轉(zhuǎn)頻幅值的30％~50％2x值相對于1x幅值的高度常取決于聯(lián)軸器的類型和結(jié)構(gòu)聯(lián)軸節(jié)兩側(cè)軸承振動的相位差平行不對中，徑向振動差180°角度不對中，軸向振動差180°軸心軌跡：香蕉形、8字形、外圈中產(chǎn)生一個內(nèi)圈第52頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五聯(lián)軸器不

對

中

A

典型的頻譜

相位關(guān)系平行不對中定義：當轉(zhuǎn)子軸線之間存在徑向位移。平行不對中的振動特性類似角不對中，但徑向振動較大。頻譜中2X較大，常常超過1X，這與聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)類型有關(guān)。角不對中和平行不對中嚴重時，會產(chǎn)生較多諧波的高次（4X～8X）振動。聯(lián)軸節(jié)兩側(cè)徑向振動相位差180。第53頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五聯(lián)軸器不

對

中

B

定義：當轉(zhuǎn)子軸線之間存在偏角位移。角不對中產(chǎn)生較大的軸向振動，頻譜成分為1X和2X；還常見1X、2X或3X都占優(yōu)勢的情況。如果2X或3X超過1X的30％到50％，則可認為是存在角不對中聯(lián)軸節(jié)兩側(cè)軸向振動相位相差180.

典型的頻譜

相位關(guān)系角不對中第54頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五軸承不

對

中

C軸承不對中實際上反映的是軸承座標高和左右位置的偏差，由于結(jié)構(gòu)上的原因，軸承在水平和垂直方向上具有不同的剛度和阻尼，不對中的存在加大了這種差別。雖然油膜能夠在一定程度上彌補不對中的影響，但不對中過大時，會使軸承的工作條件發(fā)生改變，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生附加的力和力矩，甚至使轉(zhuǎn)子失穩(wěn)或產(chǎn)生碰磨。軸承不對中同時使軸頸中心和平衡位置發(fā)生變化，使軸系的載荷重新分配，負荷較大的軸承油膜呈現(xiàn)非線性，在一定條件下出現(xiàn)高次諧波振動；負荷較輕的軸承易引起油膜渦動進而導(dǎo)致油膜振蕩

典型的頻譜

相位關(guān)系軸承不對中第55頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五對中不良設(shè)備的軸心軌跡全息譜中的特征：特征頻率為二倍頻，伴隨一、三倍頻；二倍頻橢圓大，偏心率?。凰谋额l橢圓的偏心率也小，其長軸與二倍頻橢圓的長軸接近垂直；三倍頻橢圓相對地小。提純軸心軌跡（1×，2×，4×）中的特征：呈香蕉形或8字形，但香蕉形并不意味著機組不對中程度較8字形輕；當四倍頻分量增大時，軸心軌跡還可能出現(xiàn)雙8字形。第56頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五診斷實例異常振動特征測點5的振動波形畸變?yōu)榛l與倍頻的疊加波形，頻譜中2倍頻譜具有較大幅值雙橢圓復(fù)合軌跡軸向振動變大不平衡的頻譜第57頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五軸系不對中故障特征時域波形在基頻正弦波上附加了2倍頻的諧波。軸心軌跡圖呈香蕉形或8字形。頻譜特征：主要表現(xiàn)為徑向2倍頻、4倍頻成份；伴隨著以回轉(zhuǎn)頻率的軸向振動。

第58頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五6．1．5轉(zhuǎn)軸彎曲故障的機理

設(shè)備停用一段較長時間后重新開機時，常常會遇到振動過大甚至無法開機的情況。這多半是設(shè)備停用后產(chǎn)生了轉(zhuǎn)子軸彎曲的故障。第59頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五永久彎曲和暫時彎曲轉(zhuǎn)子彎曲有永久性彎曲和臨時性彎曲兩種情況。永久性彎曲是指轉(zhuǎn)子軸呈弓形彎曲后無法恢復(fù)。造成永久彎曲的原因有設(shè)計制造缺陷（轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)不合理、材質(zhì)性能不均勻）、長期停放方法不當、熱態(tài)停機時未及時盤車或遭涼水急冷等。臨時性彎曲是指可恢復(fù)的彎曲。造成臨時性彎曲的原因有預(yù)負荷過大、開機運行時暖機不充分、升速過快局部碰磨產(chǎn)生溫升等致使轉(zhuǎn)子熱變形不均勻等。

第60頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五與不平衡故障的異同軸彎曲振動的機理和轉(zhuǎn)子質(zhì)量偏心類似，因而都產(chǎn)生與質(zhì)量偏心類似的旋轉(zhuǎn)矢量激振力；與質(zhì)心偏離不同點是軸彎曲會使軸兩端產(chǎn)生錐形運動，因而在軸向還會產(chǎn)生較大的工頻振動。第61頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五轉(zhuǎn)軸彎曲故障的振動信號特征：

（軸彎曲故障的振動信號與不平衡基本相同）時域波形為近似的等幅正弦波；軸心軌跡為圓或偏心率較小的橢圓；頻譜成份以轉(zhuǎn)頻為主，伴有高次諧波成份。與不平衡故障的區(qū)別在于：軸向振動較大。第62頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五6．1．6轉(zhuǎn)軸橫向裂紋故障機理

在一般情況下，轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)一周，裂紋總會發(fā)生張合。轉(zhuǎn)軸的剛度不對稱，從而引發(fā)非線性振動，能識別的振動主要是1×、2×、3×倍頻分量。第63頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五轉(zhuǎn)軸橫向裂紋的振動信號特征：振動具有非線性性質(zhì)，出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)頻率的l×、2×、3×…·等高倍分量；隨裂紋擴展，剛度進一步下降，l×、2×……等頻率幅值隨之增大，相位角則發(fā)生不規(guī)則波動。開停機過程中，會出現(xiàn)分頻共振，即轉(zhuǎn)子在經(jīng)過1／2、1／3……臨界轉(zhuǎn)速時，由于相應(yīng)的高倍頻(2×、3×)正好與臨界轉(zhuǎn)速重合，振動響應(yīng)會出現(xiàn)峰值。第64頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五裂紋信號與歷史信號譜比較

第65頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五升速過程的分頻共振

第66頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五機械松動松動本身不是純粹的故障,不會直接產(chǎn)生振動，但它可放大故障的作用。A

結(jié)構(gòu)框架或底座松動B軸承座松動C

軸承等部件配合松動6．1．7連接松動故障的機理第67頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五A.

結(jié)構(gòu)框架/底座松動振動特征:

類似不平衡或不對中,頻譜主要以1X為主。振動具有局部性,只表現(xiàn)在松動的轉(zhuǎn)子上。底板連接處相鄰結(jié)合面的振動相位相差180。如果軸承緊固是在軸向,也會引起類似不對中的軸向振動.

包括如下幾方面的故障支腳、底板、水泥底座松動/強度不夠；

框架或底板變形；緊固螺絲松動。第68頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五圖3–

軟腳或其它支架變形如管道應(yīng)力能引起軸承的部件不對中第69頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五B.

由于結(jié)構(gòu)/軸承座晃動或開裂引起的松動振動特征:主要以2X為特征(主要是徑向2X超過1X的50%)幅值有時不穩(wěn)定振動只有伴隨其它故障如不平衡或不對中時才有表現(xiàn),此時要消除平衡或?qū)χ袑⒑芾щy.在間隙達到出現(xiàn)碰撞前,振動主要是1X和2X；出現(xiàn)碰撞后,振動將出現(xiàn)大量諧頻。

包括如下幾方面的故障

結(jié)構(gòu)或軸承座開裂支承件長度不同引起的晃動部件間隙出現(xiàn)少量偏差時(尚無碰撞)

緊固螺絲松動。第70頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五圖2–

在松動方向上容許的松動運動

第71頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五C.

軸承在軸承座內(nèi)松動或部件配合松動振動特征:常常出現(xiàn)大量的高次諧頻,有時10X，甚至20X，松動嚴重時還會出現(xiàn)半頻及諧頻(0.5X,1.5X..)成分。半頻及諧頻往往隨不平衡或不對中等故障出現(xiàn)。振動具有方向性和局部性。振動幅值變化較大，相位有時也不穩(wěn)定。

包括如下幾方面的故障

軸承在軸承座內(nèi)松動軸承內(nèi)圈間隙大軸承保持架在軸承蓋內(nèi)松動軸承松動或與軸有相對轉(zhuǎn)動第72頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五軸承松動圖1–

軸承松動產(chǎn)生的典型徑向FFT

圖2–

軸承松動產(chǎn)生更多的方波，多于正弦波，并形成更多的諧波

第73頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五連接松動故障的振動特征：軸心軌跡混亂，重心飄移；頻譜圖中，具有3×、5×、7×等高階奇次倍頻分量，也有偶次分量。松動方向的振幅大。高次諧波的振幅值大于轉(zhuǎn)頻振幅的1/2時，應(yīng)懷疑有松動故障。第74頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五松動結(jié)合面兩邊振動差別大50353815101218402558松動！松動！不松動不松動第75頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五6．1．8碰摩故障的機理在高速、高壓離心壓縮機或蒸汽透平等旋轉(zhuǎn)機械中，往往把軸封、級間密封、油封間隙和葉片頂隙設(shè)計得較小，以減小氣體泄漏。但是，過小的小間隙除了會引起流體動力激振之外，還會發(fā)生轉(zhuǎn)子與靜止部件的碰撞與摩擦。

第76頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五轉(zhuǎn)子與靜止件摩擦的分類徑向摩擦：轉(zhuǎn)子在渦動過程中軸頸或轉(zhuǎn)子外緣與靜止件接觸偶然性或周期性的局部碰摩轉(zhuǎn)子與靜子的摩擦接觸弧度較大，甚至發(fā)生360°的全周向接觸摩擦軸向摩擦：轉(zhuǎn)子在軸向與靜止件接觸第77頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五徑向摩擦局部動靜件碰磨的故障特征轉(zhuǎn)子剛度在接觸與非接觸兩者之間變化，變化的頻率就是轉(zhuǎn)子渦動頻率。轉(zhuǎn)子橫向自由振動與強迫的旋轉(zhuǎn)運動、渦動運動疊加在一起，會產(chǎn)生一些特有的、復(fù)雜的振動響應(yīng)頻率。不平衡引起的轉(zhuǎn)速頻率ω摩擦振動的非線性性，引起高次諧波(2ω、3ω···)非線性性還引起低次諧波ω/i(i=2,3,4···)重摩擦?xí)r，i=2；輕摩擦?xí)r，i=2,3,4···第78頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五徑向摩擦動靜件摩擦接觸弧增大時的故障特征動靜件間具有很大的摩擦力，可使轉(zhuǎn)子由正向渦動變?yōu)榉聪驕u動時域波形出現(xiàn)單邊“削波”頻譜上出現(xiàn)渦動頻率Ω與旋轉(zhuǎn)頻率的和頻與差頻，即會產(chǎn)生(nω±nΩ)的頻率成分局部摩擦削波效應(yīng)摩擦產(chǎn)生的組合頻率第79頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五徑向摩擦動靜件摩擦接觸弧增大時的故障特征剛開始碰摩階段，旋轉(zhuǎn)頻率成分幅值較高(不平衡)，二次諧波必大于三次諧波隨摩擦接觸弧的增加，由于摩擦接觸的附加支撐作用，旋轉(zhuǎn)頻率幅值下降，二、三次諧波幅值由于附加的非線性作用而有所增加轉(zhuǎn)子在超過臨界轉(zhuǎn)速時，若發(fā)生全摩擦，可能出現(xiàn)轉(zhuǎn)子的完全失穩(wěn)，振動響應(yīng)中具有很高的亞異步成分，一般為轉(zhuǎn)子發(fā)生摩擦?xí)r的一階自振頻率；此外，會出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)頻率和振動頻率之間的和差頻率，高次諧波消失。利用示波器監(jiān)測轉(zhuǎn)子的進動方向，若進動方向由正向變成反向，則發(fā)生了全摩擦接觸。第80頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五軸向摩擦振動特征轉(zhuǎn)子與靜止件發(fā)生軸向摩擦?xí)r，轉(zhuǎn)子的振動特征幾乎與正常狀況一致，沒有明顯的異常特征系統(tǒng)阻尼的變化可作為診斷軸向摩擦的識別特征摩擦?xí)斐晒纳仙托氏陆?，同時局部會有溫升，因此工藝參數(shù)對轉(zhuǎn)子與靜止件軸向摩擦的故障診斷非常重要

第81頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五動靜件摩擦的譜圖與軸心軌跡壓縮機振動頻譜圖與軸心軌跡振動特征分析振動波形有削波現(xiàn)象頻譜圖中有豐富的次諧波及高頻諧波軸心軌跡的渦動方向為反向渦動第82頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五

碰摩故障的振動特征：

1)時域波形存在“削頂”現(xiàn)象；2)頻譜上除轉(zhuǎn)子工頻外，還存在非常豐富的高次諧波成分；3)嚴重摩擦?xí)r，還會出現(xiàn)1／2×、l／3×、1/N×等精確的分頻成分(經(jīng)常出現(xiàn)在軸瓦磨損時)；4)全息譜上出現(xiàn)較多、較大的高頻橢圓，且偏心率較大；5)提純軸心軌跡(1×、2×、3×、4×合成)存在“尖角”。6)軸瓦磨損時，還伴有軸瓦溫度升高、油溫上升等特征，氣封摩擦?xí)r，在機組起停過程中，可聽到金屬摩擦聲；7)軸瓦磨損時，對潤滑油樣進行鐵譜分析，可發(fā)現(xiàn)金屬磨粒。

第83頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五6．1．9旋轉(zhuǎn)失速與喘振的機理離心式、軸流式的風機、壓縮機，因設(shè)計工況范圍窄、結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理等因素，使氣流在機器內(nèi)產(chǎn)生不穩(wěn)定的運動，引起流道內(nèi)和管道內(nèi)的氣流壓力脈動，從而導(dǎo)致機器和管道的強烈振動。氣流不穩(wěn)定現(xiàn)象主要表現(xiàn)的故障形式為旋轉(zhuǎn)失速喘振旋轉(zhuǎn)失速和喘振是高速離心壓縮機特有的一類振動故障。喘振會對機器造成很大危害，嚴重時會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子彎曲，聯(lián)軸器損壞故障是由于氣體流動分離造成，通過調(diào)節(jié)流量即可使振動減到允許值第84頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五旋轉(zhuǎn)失速的機理首先由H.W.Emmons在1995年提出壓縮機在正常流量下工作時，氣體進入葉輪的方向β1與葉片進口安裝角一致βs，氣體可以平穩(wěn)地進入葉輪。當進入葉輪的氣體流量小于額定流量時，β1與βs不一致，在葉片凹面附近形成旋渦由旋渦組成的氣流堵塞團(失速團或失速區(qū))，將沿著葉輪旋轉(zhuǎn)的反方向在各個流道中傳播。失速區(qū)在反方向傳播速度小于葉輪的旋轉(zhuǎn)速度。但從葉輪之外的絕對參考系來看，失速區(qū)還是沿著葉輪旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動。第85頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五旋轉(zhuǎn)失速的機理與特征

旋轉(zhuǎn)失速的形成

第86頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五旋轉(zhuǎn)失速的振動特征與故障原因旋轉(zhuǎn)失速的振動特征分頻同時存在ω和(Ω-ω)兩個頻率成份全息譜工頻橢圓與脫離團橢圓形狀相似，旋轉(zhuǎn)方向相反振動隨負荷變化、流量變化關(guān)系明顯振動隨轉(zhuǎn)速、壓力變化而變化故障原因工作流量比設(shè)計流量小入口過濾器堵塞、氣體流道有異物阻塞第87頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五

兩種失速狀態(tài)

日本振動專家白木萬博介紹，根據(jù)機器種類不同，旋轉(zhuǎn)失速區(qū)傳播速度為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的0.2～0.5。

第88頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五喘振

喘振是離心式和軸流式壓縮機運行中的常見故障之一，是旋轉(zhuǎn)失速的進一步發(fā)展。壓縮機性能曲線

第89頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五喘振的機理1喘振是壓縮機組嚴重旋轉(zhuǎn)失速和管網(wǎng)相互作用的結(jié)果。當壓縮機流量不斷減小達到Qmin值時，就會出現(xiàn)嚴重的旋轉(zhuǎn)脫離，若氣量進一步減小時，壓縮機葉輪的整個流道被氣流旋渦區(qū)所占據(jù)，這時壓縮機的出口壓力將突然下降（吐不出）。此時會出現(xiàn)管網(wǎng)中氣體向壓縮機倒流現(xiàn)象（倒噎氣）。當管網(wǎng)中壓力下降到低于壓縮機出口排氣壓力時，氣體倒流會停止，壓縮機又恢復(fù)向管網(wǎng)排氣（吐得出）。

第90頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五喘振的機理2然而，因為進氣量的不足，壓縮機在出口管網(wǎng)恢復(fù)到原來的壓力以后，又會在流道內(nèi)出現(xiàn)旋渦區(qū)（又吐不出）。如此周而復(fù)始（吞吞吐吐），機組和管道內(nèi)的流量會發(fā)生周期性變化，機器進出口壓力會大幅度脈動。由于氣體在壓縮機進出口處吞吐倒流，會伴隨有巨大周期性的氣流吼聲和劇烈的機器振動，這就是喘振。第91頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五喘振的故障特征喘振是旋轉(zhuǎn)失速的進一步發(fā)展喘振的故障特征壓縮機接近或進入喘振工況時，缸體和軸承都會發(fā)生強烈的振動，其振幅要比正常運行時大大增加喘振頻率一般較低，通常為1～30Hz壓縮機在穩(wěn)定工況下運行時，其出口壓力和進口流量變化不大，所測得的數(shù)據(jù)在平均值附近波動，幅度很小；當接近或進入喘振工況時，出口壓力和進口流量的變化都很大，會發(fā)生周期性大幅度的脈動，有時甚至?xí)霈F(xiàn)氣體從壓縮機進口倒流的現(xiàn)象壓縮機在穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時，其噪聲較小且是連續(xù)性的；當接近喘振工況時，在氣流管道中，氣流發(fā)出的噪聲時高時低，產(chǎn)生周期性變化；當進入喘振工況時，噪聲劇增，甚至有爆聲出現(xiàn)。第92頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五旋轉(zhuǎn)失速與喘振的治理措施開大回流閥，保證入口流量和壓力調(diào)整機組轉(zhuǎn)速，嚴格遵循“降速先降壓、升壓先升速”的操作原則檢查入口冷卻器，保證入口溫度不超過允許值檢查入口濾網(wǎng)、流道、清理堵塞的異物保證出口暢通，出口壓力不高于設(shè)計值第93頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五8種故障特征的聯(lián)系自激振動（流體介質(zhì)）強迫振動油膜渦動與油膜振蕩1×fr，[?×frfn]旋轉(zhuǎn)失速與喘振1×fr，[（0.2~0.5）×fr0.5~20Hz]線性1×fr非線性n×fr不平衡1×fr彎曲1×fr，軸向振動不對中1×fr，（2，4）×fr，香蕉形，軸向振動松動1×fr，（3，5，7）×fr，松動方向振動大裂紋（1，2，3）×fr，（1/2，1/3，1）×fn共振碰摩n×fr，1/n×fr，(n+1/2)×fr，削頂波，譜線底部粘連，金屬摩擦聲第94頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五6．2不平衡分析案例案例要點描述：離心式氫氣壓縮機；該壓縮機配有7200系列振動監(jiān)測系統(tǒng)；測點有7個（G軸向測點）；6月10日下午啟動后投入催化劑再生工作，需要連續(xù)運行一周左右，工作介質(zhì)為氮氣（比氫氣重）；6月12日上午振動報警，測點D報警，測點C偏大，其它測點（軸向）沒有明顯變化（排除彎曲）；7200系統(tǒng)說明設(shè)備有故障，但是不知是什么故障；如解體檢修，會拖延全廠開車時間。第95頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五頻譜分析

利用計算機進行了頻譜分析，見圖6-1，并與故障前5月21日相應(yīng)測點的頻譜圖6-2進行對比，發(fā)現(xiàn)：圖6-16月12日D點頻譜圖圖6-25月21日D點頻譜圖第96頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五頻率幅值對比諧波頻率HZ21/5振幅12/6振幅改變量1×254.88170.93295.621252×510.8038.0238.8203×764.6534.4035.3814×1021.5323.3826.723第97頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五診斷結(jié)論軸向振動無明顯變化，可以排除軸彎曲故障；轉(zhuǎn)子出現(xiàn)了明顯的不平衡，可能是因轉(zhuǎn)子的結(jié)垢所致；振動雖然大，但屬于受迫振動，不是自激振動，并不可怕。第98頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五采取措施

根據(jù)前述結(jié)論，因此做以下處理：1)可以不停機，再維持運行4～5天，直到再生工作完成；2)密切注意振動狀態(tài)，再生工作完成后有停機的機會，做解體檢查。

第99頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五事后復(fù)查6月18日催化劑再生工作圓滿完成，壓縮機停止運行；6月20日對機組進行解體檢查，發(fā)現(xiàn)機殼氣體流道上結(jié)垢十分嚴重；因此檢修主要是清垢，其它部位如軸承、密封等處都未動；6月25日壓縮機再次起動，壓縮機工作一切正常。第100頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五6．3軸彎曲分析案例案例要點描述：汽輪發(fā)電機組，1998年在一次熱態(tài)起動時#2、#3軸、#1、和#2軸承振動出現(xiàn)短時突增，被迫打閘；再次沖車后并網(wǎng)運行（起了停、停了起）。并網(wǎng)后，#2軸和#1、#2軸承振動雖然仍處于良好范圍，但其振動有明顯增大趨勢，經(jīng)連續(xù)觀察運行近一月，也未能恢復(fù)至以前運行時的振動水平（排除臨時彎曲）。為此，結(jié)合該機歷史振動數(shù)據(jù)、停機前后振動數(shù)據(jù)及運行參數(shù)進行診斷分析。第101頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五圖6—3振動歷史歷程曲線1——停機前1#軸承振動≤1μm，熱態(tài)啟動后，為6μm曲線2——停機前2#軸承振動≤6μm，熱態(tài)啟動后，為16～18μm曲線3——停機前軸2振動≤80μm，熱態(tài)啟動后，為120～140μm振動趨勢記錄曲線第102頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五停機前后數(shù)據(jù)11998年4月5日因處理鍋護隱患而停機；停機前各軸承和軸振動數(shù)據(jù)如表6—2所示，高壓轉(zhuǎn)子停機前狀態(tài)良好。停機時的臨界振動數(shù)據(jù)，2#、3#軸停機臨界振動值均未超過230μm，處于良好范圍。停機主要參數(shù)(4月5日)：均屬正常。熱起動(4月6日)主要參數(shù)與振動數(shù)據(jù)：

升速至1600r／min時1#軸承振動達120μm，2#軸承振動達65μm，2#、3#軸振動達到監(jiān)測表的滿量程（即軸振動值已>400μm），運行人員采取緊急打閘措施停機。

第103頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五表6-2停機前振動數(shù)據(jù)第104頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五表6-3熱態(tài)起動后的數(shù)據(jù)第105頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五表6-4機組停機時的臨界振動數(shù)據(jù)第106頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五停機前后數(shù)據(jù)2

再次起動并網(wǎng)后，機組高壓轉(zhuǎn)子軸和軸承振動均未能恢復(fù)歷史振動水平，尤其是#2軸的振動增大顯著。從頻率成分來看，主要是一倍頻成分增加，其余頻率的振動成分無變化。運行近一月后，停機時臨界振動數(shù)據(jù)4月30日，該機因電網(wǎng)調(diào)峰轉(zhuǎn)為備用停機。在機組停機惰走降速過程中，2#軸和l#、2#軸承臨界振動值比歷史數(shù)據(jù)有成倍的增加，其振動成分是1倍頻。第107頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五診斷分析

綜合圖6一3、表6—2至表6—4數(shù)據(jù)及起動前后運行參數(shù)分析，可得出下列分析結(jié)論：

從振動頻率來看。其癥狀和轉(zhuǎn)子失衡極為相似。但停機前運行一直很正常，只是在機組停車后再次起動中振動異常，且在并網(wǎng)后一直維持較大振值，缺乏造成轉(zhuǎn)子失衡的理由或轉(zhuǎn)子零部件飛脫的因素，故可排除轉(zhuǎn)子失衡的可能。綜合二次起動及并網(wǎng)運行一個月后停機惰走振動情況，表明機組在第一次起動時即存在較大的熱彎曲，而停車后間隔l.5h再次起動，盤車時間不足，極易造成轉(zhuǎn)子永久性彎曲。第108頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五診斷結(jié)論從各種參數(shù)的綜合分析來看，均表明高壓轉(zhuǎn)子上已發(fā)生了轉(zhuǎn)子彎曲故障；而無論是轉(zhuǎn)子彎曲引起機組過臨界振動過大或是存在圍帶損傷等事故隱患，均對該機組安全運行構(gòu)成極大的威脅；因此，診斷分析的結(jié)論是：該機立即進行提前大修，解體查明故障并予以消除。

第109頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五事后復(fù)查5月4日，該機提前轉(zhuǎn)入大修。經(jīng)揭缸解體檢查證實，高壓轉(zhuǎn)子前汽封在距調(diào)速級180mm處彎曲0.08mm，中壓轉(zhuǎn)子在19級處彎曲0.055mm，高壓汽封、圍帶、隔板汽封和中壓汽封、隔板汽封及圍帶均有不同程度的摩擦損傷；高壓轉(zhuǎn)子采取直軸、中壓轉(zhuǎn)子采取低速動平衡處理，同時對損傷的圍帶也進行了相應(yīng)的處理；經(jīng)大修處理后高壓轉(zhuǎn)子振動重新恢復(fù)到優(yōu)秀標準內(nèi)。第110頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五6.4不對中分析案例例6-4復(fù)合不對中故障案例圖6-9機組簡圖和測點布置第111頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五案例要點描述

2000年4月上旬某廠催化主風機檢修后，開機運行，電動機軸承溫度和振值都較正常(振值為9μm)。但是，半小時后電動機聯(lián)軸器端軸承溫度持續(xù)增加，振值從原9μm一直升到53μm，已經(jīng)超出電動機制造廠出廠標準。2000年4月17日和18日對該機組進行了全面的測試。鑒于故障的發(fā)生位置主要在電動機側(cè)，所以測試主要集中在電動機側(cè)。第112頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五軸向振動突變比較兩圖發(fā)現(xiàn)：聯(lián)機狀態(tài)的軸向振幅是脫機狀態(tài)的2倍，是彎曲和不對中的特征。第113頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五測點2、3

頻譜圖

圖6-12測點2#垂直方向頻譜圖圖6-14測點2#水平方向頻譜圖圖6-13測點3#垂直方向頻譜圖圖6-15測點3#水平方向頻譜圖

第114頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五測點2垂直方向脫機狀態(tài)頻譜

脫機狀態(tài)測點2垂直方向工倍頻發(fā)達，高次諧波衰減。屬于正常特征。第115頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五診斷結(jié)論

電動機軸和增速齒輪箱輸入軸在垂直方向存在著嚴重的不對中。第116頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五事后復(fù)查

解體后發(fā)現(xiàn)：1)電動機軸和齒輪箱低速軸在垂直方向，相差100μm，已大大超過維修規(guī)范所要求的限值；2)電動機的軸承室原刷鍍層（修復(fù)的部位）發(fā)生變形，使軸承室產(chǎn)生了一定的錐度，嚴重地破壞了原有的配合精度。

第117頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五6．5熱變形分析案例案例描述：某煉油廠催化車間一臺離心式空壓機，開車后軸振幅逐漸上升，啟動約40min，振幅達到90μm，往后在操作參數(shù)不變狀態(tài)下，振幅會自動逐漸下降，最后軸振幅穩(wěn)定在35μm左右，這是該機每次開車的振動規(guī)律。第118頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五診斷分析機器在開車階段振幅較大的原因，是因為空壓機到達額定壓力后溫度上升，轉(zhuǎn)子的裝配零件首先受熱膨脹。由于軸上零件(葉輪、軸套、平衡盤、密封套和止推盤等)的軸向接觸端面彼此不平行，熱膨脹時迫使轉(zhuǎn)軸強制彎曲，產(chǎn)生不斷增大的不平衡振動。往后隨著轉(zhuǎn)子溫度逐漸趨于均勻，軸也獲得充分伸長，消除了軸上裝配零件對軸施加的熱彎曲應(yīng)力，因此轉(zhuǎn)子因彎曲產(chǎn)生的不平衡振動就慢慢自動消失。第119頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五圖6-17鍋爐引風機示意圖6．6支承松動分析案例

一臺大型鍋爐引風機。運轉(zhuǎn)時振動很大，測量結(jié)果顯示電動機工作很平穩(wěn)?？傉穹怀^2.5mm／s，但在風機上振幅很高，前后軸承在水平和垂直方向上的振幅卻很大。AFV=150μm，AFH=250μm，ARV=87μm，ARH=105μm。風機的軸向振幅小于50μm。第120頁，共134頁，2023年，2月20日，星期五診斷分析頻率分析指出，振動頻率主要是轉(zhuǎn)速頻率成分。這些數(shù)據(jù)表明，風機振動并不是聯(lián)軸節(jié)不對中或軸發(fā)生彎曲，應(yīng)診斷為轉(zhuǎn)子的不平衡故障。但是對風機振動最大的外側(cè)軸承在水平和垂直方向上的相位進行分析，發(fā)現(xiàn)兩個方向上的相位是精確地同相的，說明是“定向振動”問題，而不是單純的不平衡。然后對外側(cè)軸承、軸承架和基礎(chǔ)各部分位置進